JP2001307333A

JP2001307333A - 光ディスクおよび光ディスクの記録方法

Info

Publication number: JP2001307333A
Application number: JP2000117135A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Iida; 保飯田; Sho Ito; 捷伊藤; Katsusuke Shimazaki; 勝輔島崎; Yoshiyuki Nagataki; 義幸長瀧; Hitoshi Watanabe; 均渡辺
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Holdings Ltd
Priority date: 2000-04-18
Filing date: 2000-04-18
Publication date: 2001-11-02

Abstract

(57)【要約】【課題】記録特性の均一性がよく、また機械特性が安
定な媒体を供給し、これによりドライブ装置の設計を容
易にして廉価なドライブの供給を可能とすることを目的
とする。【解決手段】少なくとも１のセグメントにアドレス情
報をグルーブ幅を維持しつつ偏向動作による記録を行
い、該アドレス情報を記録したセグメントを記録再生単
位であるデータ領域の先頭に設け、総てのセグメントと
セグメントの間にはグルーブが途切れたランド部または
グルーブの形状を部分的に変形させた領域またはそれら
の組合せからなる領域を有し、該領域からデータ記録再
生のためのクロック再生信号を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レーザ光、電子線
などの記録用ビームによって、映像、音声、コンピュー
タデータなどのディジタル情報を記録することが可能な
情報記録媒体および該情報の記録再生方法に係わり、グ
ルーブの特定場所にウォブルによるアドレス信号を配置
しウオブルのないグルーブに構成されるトラックにデー
タを記録する光記録媒体および該情報の記録再生方法に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、基板上にヒートモード記録材
料よりなる薄膜（記録層）を担持し、記録層の光熱作用
によって情報の追記を可能にした情報記録媒体は種々あ
り、代表的なものとしては、Ｔｅ、Ｂｉなどを主成分と
した金属層やシアニン系、フタロシアニン系、アゾ系な
どの色素層からなる記録層を変形、昇華、蒸発させて記
録を行うもの、Ｔｅ−Ｇｅ系、Ａｓ−Ｔｅ−Ｇｅ系、Ｔ
ｅ−Ｏ系などの原子配列変化（相変化）を利用したもの
などを挙げることができる。

【０００３】また、コンパクトディスク（ＣＤ）が広く
普及するに伴って、ＣＤフォーマットに準拠する再生出
力信号が得られる書き込み可能媒体、いわゆるＣＤ−Ｒ
も広く普及している。ＣＤ−Ｒは、例えば特開平２−１
６８４４６号公報に記載されているように、透明基板の
信号面に色素層と金属反射層と保護層である紫外線硬化
樹脂層とをこの順序に積層してなるものであって、色素
層にレーザ光を吸収させて熱に変換し、その熱によって
色素層を構成する色素自身を変質させてその光学的特性
を変化させるとともに、色素層および色素層の下地であ
る透明基板の一部を変形させて情報を記録することを特
徴としている。

【０００４】近年、ＣＤよりもさらに大容量のディジタ
ルバーサタイルディスク、いわゆるＤＶＤが市場に登場
してきた。ＤＶＤはＣＤに比べて、基板厚みを１．２ｍ
ｍから０．６ｍｍと半分の厚さにするとともに２枚の基
板を貼り合わせる両面構造とし、再生レーザ光波長を７
８０ｎｍから６５０ｎｍと短波長化することによって、
片面容量４.７ＧＢ、両面で９.４ＧＢの大容量化を実現
したものである。また、ＤＶＤにおいては、２枚の基板
上に形成された情報を片側の基板から再生光を入射する
ことによって読み出す、片側2層読み出し方式が初めて
提案されている。ＤＶＤが本格的に普及するにあたって
は、ＤＶＤと互換性を有する書き込み可能媒体が必須で
あり、ＣＤ−Ｒの技術を応用した1度だけ書き込み可能
なＤＶＤ−Ｒ、相変化技術を利用したＤＶＤ−ＲＡＭな
どが開発、商品化されている。また、ＤＶＤで初めて提
案された片面２層読み出し方式に対応した書き込み可能
な媒体の開発も行われている。

【０００５】ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒの記録層に採用され
ている色素は光磁気記録膜、相変化記録膜で採用されて
いる無機物にと比べると、照射される光熱にたいし敏感
に反応するため、光熱に対するマージンが小さいため、
ディスク内周と外周とで常に一定の光熱が照射する必要
があったので、線速度が一定となるＣＬＶ方式により記
録されてきた。このＣＬＶ方式では外周部にアクセルし
た時、回転数は低くなってしまうため、ＺＣＡＶ方式、
ＭＣＡＶ方式，ＣＡＶ方式に比べて、外周部での転送レ
ートを上げることができないでいた。

【０００６】また、ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒのような光デ
ィスクではグルーブを蛇行させてアドレス情報を埋め込
み、その蛇行したグルーブにデータを記録することがあ
る。周波数変調した信号でグルーブを連続的にウォブル
するものであり、データ信号とウォブルにより埋め込ま
れた信号はスペクトラム的に分離しなければならず、ま
た記録データクロックは記録データの中に埋め込まれる
のが一般的である。また、ＤＶＤ−ＲＡＭのような光デ
ィスクはグルーブの各端にウォブルによりアドレス情報
を記録する光デイスクでは、グルーブのみならずランド
にも記録可能なように工夫しており、ウォブルデータ記
録位置はずらして配置される。これはランドとグルーブ
でアドレス情報を共用するため隣接するアドレス情報が
互いに干渉しないようにするためである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述の光ディスクにお
いては高密度記録を行なうため、非常に精密な条件をも
って記録再生を行なうことが必要となっている。これに
従い光ディスクにおいては、広い記録領域にわたり、高
度に均一な特性を保持すべく媒体を作製する必要があ
る。特にスピン塗布法による色素層の構成においては、
しかるべき均一性を得るために、非常に高度な技術によ
る回転制御や塗布液の組成および粘性制御が必要であ
る。このため製造設備の高額化や媒体製造の歩留低減な
どを余儀なくされ、ひいては媒体製造コストの低減の妨
げとなっていた。また、光ディスク駆動装置においても
高精度な記録再生条件の制御が必要となるため、周囲温
度の検出およびそれによる記録条件の補正であるとか、
記録試行による条件設定などを必要とし、装置価格の上
昇を免れなかった。

【０００８】しかるに本発明は記録特性の均一性がよ
く、また機械特性が安定な媒体を供給し、これによりド
ライブ装置の設計を容易にして廉価なドライブの供給を
可能とすることを目的とする。かつ、媒体自身も廉価な
製造を可能とすることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者が誠意検討した
結果、同心円又はスパイラル状に形成したグルーブを有
しそのグルーブにデータを記録する光デイスクにおい
て、グルーブをデータ記録再生単位に分割し、さらにデ
ータ記録再生単位は複数のセグメントに一周当たりで整
数分割され、さらに各セグメントが光ディスク内で略同
一長さになるよう光デイスクの径方向に記録領域を複数
のバンドに分割し、そのバンド内においては一周当たり
の分割セグメント数が固定されており、かつ各バンド毎
に周方向のセグメント分割数を異ならせて構成し、該セ
グメントのうち少なくとも１のセグメントにアドレス情
報をグルーブ幅を維持しつつ偏向動作による記録を行
い、該アドレス情報を記録したセグメントを記録再生単
位であるデータ領域の先頭に設け、該アドレス情報を記
録したセグメントによって挟まれた偏向を伴わないデー
タ記録領域は１以上の複数のセグメントから構成され、
総てのセグメントとセグメントの間にはグルーブが途切
れたランド部またはグルーブの形状を部分的に変形させ
た領域またはそれらの組合せからなる領域を有し、該領
域からデータ記録再生のためのクロック再生信号を得る
光ディスク構成を発明した。

【００１０】光デイスクの記録としてグルーブ記録また
はランド記録いずれかに特定し、そのためのアドレス情
報の記録は光ビーム１光束で可能である。また記録デー
タのクロック情報はグルーブを分割して得られるセグメ
ントの境部にランド部等の形状を設けることで簡単に配
置できる。このクロツク情報検出を容易にするため部分
的なグルーブ幅の制御を行うことにより機能的に特性を
改善できる。また本発明にかかる光記録媒体は色素を用
いた追記型光デイスクへの適用が容易であり、色素膜の
スピンコート製膜に適応した光ディスクフォーマットを
有している。安価な光ディスクの供給を可能にする。

【００１１】

【発明の実態の形態】以下、本発明の実施の形態として
本発明を適用した光ディスクについて説明する。この実
施の形態で説明する光ディスクは所定領域ごとに回転数
の一定にしたＣＡＶ方式、ＺＣＡＶ方式，ＺＣＬＶ方式
で駆動される光ディスクであり、ＣＤ−ＲやＤＶＤ−Ｒ
のようにＣＬＶ方式で駆動する光ディスクではない。光
ディスクはグルーブを同心円またはスパイラル上に形成
しており、光デイスクの内周部または外周部には管理情
報エリアが設けられている。中央部にはデータを記録す
るユーザエリアが配置されている。グルーブは周方向に
一周を整数で分割したセグメントを構成し、このセグメ
ントを集めてデータ記録再生単位であるフレームを構成
する。セグメントのうち少なくとも１つのセグメントに
アドレス情報をウォブルにて付加し、アドレス情報を付
加したアドレスセグメントはフレームの先頭に配置して
記録再生に寄与する。データを記録するセグメントは偏
向を施さない。記録再生データ単位のフレームはエラー
訂正単位であり、データをスクランブルしてエラー情報
を付加したデータ集団はデータ領域を構成するセグメン
ト集合体に記録する。各セグメントは光デイスク内で略
同一長さになるように光ディスクの径方向に複数のバン
ドに分割し、そのバンド内においては周方向の分割セグ
メント数が固定されており、かつ各バンド毎に周方向の
セグメント分割数を異ならせている。

【００１２】データセグメントとアドレスセグメント及
びバンドの関係を図１に示す。光ディスクの外周側は１
周の長さが長くなるため、略一定の長さを有するセグメ
ントの１周当たりの数は内周の数に比べ増えている。バ
ンドの中ではセグメントの一周内の数は同じであり、該
バンド内においても外周側のセグメントの物理的長さは
該バンド内の内周側セグメントの物理的長さに比較し漸
次長くなっている。

【００１３】アドレスセグメントとデータセグメントの
構成関係を図３、図４に示す。データセグメントの先頭
に配置するアドレスセグメントはウォブルでアドレス情
報を記録する。各セグメントの境界部にはスペースで表
示したランド部でデータクロック情報を記録している。
なお図ではアドレスセグメントを１個のセグメントとし
て表しているが、必要に応じて複数のセグメントを用い
てアドレス情報を記録することができる。

【００１４】フレームを構成するセグメントの数は、バ
ンドに依存しないため一周に収まるセグメントの数で割
り切れるとは限らない。隣り合うグルーブのセグメント
に続けてフレームを構成していく。ただしフレーム構成
はバンド内で完結するようにして、隣接するバンドへの
フレーム渡りは行わない。

【００１５】データ記録再生単位であるフレームがアド
レス付加単位である。図３と図４とはバンドが異なって
おりアドレスセグメントとデータセグメントの数が異な
るため配置で違いが出ている様子を示している。

【００１６】データ記録再生エリアのデータクロツクと
アドレスセグメントのクロックの関係を図５に示す。デ
ータ記録再生エリアのデータクロックを基本としてアド
レスセグメントの記録クロックを生成する。アドレスセ
グメントの記録クロックはデータ記録再生エリアのデー
タクロツクの整数倍をとりその倍数をｋとすると、たと
えばアドレスセグメントにおける短いデータコード長さ
は１ｋＴで表され、長さの長いデータコードは２ｋＴで
表される。このようにデータ記録再生エリアのデータク
ロツクとの関係を維持しながらアドレス情報を記録する
のは光ディスクを駆動する駆動装置の負担を軽減するこ
とができる。データ記録エリアは記録膜への記録である
が、アドレスセグメントへのアドレス情報記録は、グル
ーブのウォブルという異なるメカニズムによる記録のた
めの記録再生特性としての整合を取るためである。

【００１７】データの記録再生のために必要なデータク
ロックは各セグメントの境界部に埋め込まれる。セグメ
ントを構成するグルーブの端をストレートにして単純に
ランド部として構成することも可能であるが、境界部の
形状を工夫することによりＳ／Ｎ比の優れた検出を行う
ことができる。つまり図２に示すように先行するセグメ
ントの後端形状を変化させることによりセグメントのエ
ッジ情報をより正確に検出することが可能になる。

【００１８】図２に示すランド部とグルーブの形状
（１）は先行するセグメント後端部分のグルーブ幅を広
げて続くランド部からの反射率変化を大きくしようとす
るものである。信号再生レベルは大きくなりＳ／Ｎは良
くなる。

【００１９】図２に示すランド部とグルーブの形状
（２）は先行するセグメント後端部分のグルーブ幅を広
げるがランド部を設けずグルーブは連続したままであ
る。グルーブは途切れることがなく、シーク動作中にク
ロストラック信号を使用する駆動装置がご動作する確立
が低下する。

【００２０】図２に示すランド部とグルーブの形状
（３）は先行するセグメント後端部分のグルーブ幅を広
げて続くランド部からの反射率変化を大きくしようとす
るものであるが、図２に示すランド部とグルーブの形状
（１）と異なりグルーブ幅は時間傾斜をもって広がり、
急激なグルーブ幅拡幅を行っていない。

【００２１】グルーブを急激に拡幅することにより、ラ
ンド部から検出する信号と類似の検出信号を拡幅時に発
生させないためである。誤検出の可能性を少なくして、
ジッターの少ないデータクロックを再生するためであ
る。

【００２２】図２は、アドレスセグメント部の詳細を示
したものである。グルーブ幅は０．３μｍ程度でグルー
ブとグルーブの間に挟まれたランド部の幅は０．４μｍ
〜０．９μｍとした。ランド部に幅を持たせたのはグル
ーブ部に記録した時に隣接グルーブデータへの影響を考
慮するもので記録膜の状態や記録条件で決定する要素が
あり幅を持たせている。記録膜の記録条件の最適化はグ
ルーブ形状と密接に関連しており設計的には、グルーブ
深さは光波長をλとすと、０．２λから０．５λのに設
定することが望ましく、また、グルーブ幅は０．４λか
ら０．８λに設定することが望ましい。

【００２３】各セグメント間の境界部に設けたデータク
ロック用信号部は、記録再生に使用する光ビーム径に依
存して決定される。信号検出はトラッキング方向のタン
デンシャル信号として行うため、長さが長いと再生信号
の途中で変曲点が生じるため再生クロックにジッタが生
じる。逆に短くなると検出信号が小さくなり必要なＳ／
Ｎ比が確保できなくなる。ここで再生ビーム径は光波長
λと再生ヘッドの対物レンズの開口数ＮＡで表され、λ
／ＮＡと定義すると、従って途切れるグルーブ部の長さ
の採りうる範囲は再生ビーム径の０．５λ／ＮＡ〜１．
５λ／ＮＡの長さに設定する必要がある。

【００２４】図６に示すように、データ記録に先立って
記録する同期信号は記録位置を特定するために設けるも
ので、アドレス情報と同じウォブル（偏向）手段を用い
て行う。同期信号に続いてアドレス信号とＣＲＣ信号を
記録する。ＣＲＣ信号はアドレス情報から生成したエラ
ー検出信号である。エラー検出信号はＣＲＣ符号に限ら
ずＥＣＣ符号等のエラーが検出されるものであればその
種類に拘らない。また必ずデータとして必要なものでは
なく、別の誤り検出手段を併用すれば設けなくてもシス
テムは成り立つ。信頼性を確保するため同期信号および
アドレス信号およびＣＲＣ信号を繰り返すが、必ずしも
同一内容である必要はなく、必要に応じて内容を変える
ことができる。たとえば先行して記録するアドレス信号
１にはバンドアドレス・フレームアドレス・トラックア
ドレスを記録するが、後行して記録するアドレス信号２
には、トラックアドレスのみ記録して記録エリアを節約
することも可能である。

【００２５】同様にして同期信号も同一パターンで繰り
返す必要はなく、異なる同期信号パターンで構成するこ
とができる。光デイスクの内周部または外周部に設ける
管理情報エリアには該光デイスクの記録感度情報、バー
ジョン情報、光ディスクの種類表示、製作者コード、セ
キュリティコードの他、テスト記録再生する領域等を必
要に応じて設けることができる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例を示し詳細に説明す
る。

【００２７】（実施例1）本発明の光ディスク基板は通
常の光ディスク同様、スタンパを用いた射出成形により
作られる。スタンパの元となるホトレジストマスターデ
ィスクを作製するために図７に示す露光装置を用いカッ
ティングを行った。図７は露光光学系の主要部の概略を
示している。その他の回転、送り機構系やＡＦ制御形、
全体の制御形は省いてあるが、公知の装置と同様であ
る。

【００２８】ホトレジストマスターディスクには、膜厚
１５０ｎｍ〜２００ｎｍのＡＺ系ポジ型ホトレジストが
塗布されている。本発明フォーマットに基づいて作製さ
れたフォーマッター１から所定の信号Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３
を生成し、これに基づいて光源のレーザ２からの光ビー
ムの露光強度、露光光スポット位置を制御してマスター
ディスク上のホトレジストを露光する。レーザとしては
波長４１３ｎｍや波長３５１ｎｍのＫｒレーザを用い
る。フォーマット露光後現像し、露光部のホトレジスト
を除去し目的の凹凸フォーマットパターンを有するマス
ターディスクが得られる。

【００２９】図７において、光源のレーザ２を出た光ビ
ームは光変調器３をまず通る。この光変調器はレーザ光
のノイズの除去および全体的な露光パワーの制御、たと
えばディスク内外周に渡る露光パワー制御を行う。図８
は本発明による光ディスクのトラック形状の溝部の一例
であるが、クロックマークは溝２０に続く溝端部２１及
びミラー部２２により形成される。ミラー部は再生信号
検出方式によってはなくても差し支えない。溝端部２１
は、再生信号波形の観点から、溝より幅が広いことが望
まれる。これはカッティングに際して溝端部を露光する
パワーを溝露光パワーより大きくすることでも得られる
が、形状を最適化するためには、溝端部の露光には専用
の光スポット径を持った光ビームを用いることが望まし
い。

【００３０】このため、図７の露光装置においては、光
ビームは偏光ビームスプリッター４により点線で示され
る光ビームＢ１および太い実線で示されるＢ２に分割さ
れる。さらに各光ビームは光変調器５ｂ、５ａによりフ
ォーマッター１からのクロックマーク信号Ｅ１、溝信号
Ｅ２に基づいてその強度を変調される。光変調器として
ＡＯ変調器を採用しているので、各ビームには集束用レ
ンズ１２ｂ、１２ａおよびコリメート用レンズ１３ｂ、
１３ａが光変調器の前後に置かれる。

【００３１】ビームＢ２は変調された後、フォーマッタ
ー１からのアドレス信号Ｅ３を受けた光偏向器７によ
り、図中細矢印で示すディスク半径方向にその進行方向
が偏向される。２本の太い実線は偏向の様子を示してい
る。変調、偏向された２本の光ビームは偏光ビームスプ
リッター９で、両ビームが無偏向時に平行に重なるよう
に合成される。６、８はミラーである。両光ビームは記
録レンズ１０により、無偏向時にはホトレジストが表面
に塗布された原盤ディスク１１上の同一位置に収束され
る。

【００３２】フォーマッターからの信号Ｅ１、Ｅ２、Ｅ
３の時間波形を図８に示す。ビームＢ１の強度は溝端部
２１以外は０であり、ビームＢ２の強度はミラー部２２
で０となる以外は溝露光強度となっている。２本のビー
ムの光スポットは無偏向時には原盤ディスク上で同一位
置に結像しているため、溝端部は両ビームによる露光を
受け、溝より広い幅が形成される。溝部の露光を溝端部
手前で０とし、溝端部はビームＢ１のみで露光すること
も可能である。さらに、幅を広くするためにビームＢ１
の光スポット形状を幅方向すなわちディスク半径方向で
太くすることも有効である。図７の実施例ではビームＢ
１をビームより幅の狭いスリット１４を通すことにより
原盤ディスク１１上で半径方向に幅の広い楕円状の光ス
ポットを得ている。溝信号Ｅ２を連続信号とすること
で、図２に示すランド部とグルーブの形状（２）図のパ
ターンを得ることが可能である。また、信号Ｅ１の立ち
上りに傾斜を設けることにより、図２に示すランド部と
グルーブの形状（３）図に示されるパターンを得ること
もできる。またアドレス部のウォーブルの振幅Ｗは、信
号Ｅ３の振幅を選ぶことにより任意に設定可能である。
この装置を用いて、幅２５０ｎｍ〜３５０ｎｍ、深さ１
５０ｎｍ〜２００ｎｍ、振幅５０ｎｍ〜１００ｎｍの
溝、長さ５００ｎｍ〜１０００ｎｍ、幅３５０ｎｍ〜６
００ｎｍの溝端部、長さ５００ｎｍ〜１０００ｎｍのミ
ラー部を有するホトレジストマスターディスクが得られ
る。

【００３３】ホトレジストマスターディスクよりスタン
パを作製し、該スタンパを射出成形機に取り付けて、、
例えばポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、
ポリメチルペンテン、エポキシ等の透明樹脂材料したプ
リフォーマットパターンを有する透明基板を作製した。

【００３４】（実施例2）図９に、実施例で作製するサ
ンプル（光記録媒体）の内周溝と光記録媒体の各層との
位置関係を表すための概略平面図を示す。

【００３５】また、図１０に、図９における内周溝付近
（領域Ｘ）の概略断面図を示した。図１１に示すよう
に、本発明に従う光記録媒体は、片面にプリフォーマッ
トパターンが凹凸状に形成された透明基板３１と、この
透明基板３１のプリフォーマットパターン形成面上に形
成される記録層３２と、記録層３２上に積層される反射
層３３と、記録層３２及び反射層３３を保護するための
保護層３４とを備える。

【００３６】まず、ポリカーボネート樹脂（帝人化成製
パンライトＡＤ５５０３）を用いて射出成形を行なうこ
とにより、中心穴径（内径）１５ｍｍ、外径６０ｍｍ、
厚さ０．６ｍｍの円盤状の光ディスク基板を作製した。
このとき、内径サイズ３０．０ｍｍのスタンパー及び内
径３０．０ｍｍに合致した内周スタンパー押さえを有す
る金型を用いて射出成形を行なった。成形された基板に
は内周溝（スタンパー内周部を保持し固定する内周スタ
ンパー押さえの爪部跡）が、直径３０ｍｍの位置に形成
されており、基板の片面には、データセグメントの先頭
に配置するアドレスセグメントはウォブル溝によりアド
レス情報が形成され、各セグメントの境界部にはスペー
スで表示したランド部にデータクロック情報が形成され
ていた。得られた基板は直径６０ｍｍ、厚さ０．６ｍ
ｍ、トラックピッチ０．７４μｍであった。なお、上記
射出成形の成形条件は、可塑化温度３６０℃、金型温度
１３０℃とした。

【００３７】次いで、下記に（化１）を有するアゾ金属
錯体色素１重量部をテトラフルオロプロパノール１００
重量部に溶解し、ポアサイズ０．２５μｍのメンブラン
フィルターを用いて濾過して色素溶液を調製した。

【００３８】

【化１】

【００３９】この溶液を、上記成形基板の内径３７．５
ｍｍの位置にディスペンサーにより色素溶液を塗出しな
がらスピンコート法により塗布した後、８０℃のオーブ
ンで６０分アニールして平均膜厚１５０ｎｍの記録層を
形成した。記録層の内径は３７ｍｍであった。

【００４０】つぎに、記録層上に外径３５ｍｍのインナ
ーマスクを有するスパッタ装置（不図示）で銀をスパッ
タして膜厚１３０ｎｍの反射層を成膜した。反射層の内
径は３５ｍｍであった。次いで、内径３３．５ｍｍの位
置にディスペンサーにより紫外線硬化樹脂を塗出しなが
らスピンコート法により塗布した後、メタルハライドラ
ンプを用いて紫外線を照射して膜厚７μｍの保護層を形
成した。保護層の内径は３３ｍｍであった。

【００４１】この媒体は張り合わせを行なわず、単板の
ままの構成とした。以上により一度の記録が可能ないわ
ゆる追記型の媒体を構成することができた。媒体の反射
率は未記録領域で１５％以上とすることが好適である。

【００４２】上記のように作製したディスクを用いて、
光ディスク駆動装置で記録再生を行なった例を示す。本
発明の媒体はランド部およびグル−ブ部のいずれか一
方、あるいは両方に記録をすることが可能である。本実
施例ではグル−ブ部にのみ記録を行ないその性能を調べ
た。

【００４３】線速度５．０ｍ／sとなるように媒体を回
転させ、波長６５０ｎｍの半導体レーザ光をＮＡ０．６
の対物レンズで集光して基板を通して記録膜上に照射
し、グル−ブ上に記録・再生を行った。記録レーザパワ
ーは１０ｍＷとした。このとき、記録パルスを複数に分
割するマルチパルス記録波形を用いた。ＮＲＺ変調され
た最短マーク長０．３５μｍのランダム信号を記録し
て、ＰＲＭＬ再生を行なった。その結果、ビットエラー
レートで２×１０^-5を得た。

【００４４】なお、本発明の光ディスクは、上記の構成
に限定されるものではなく、以下に示す構成を採用する
ことができる。

【００４５】（基板厚と直径）色素を記録層とするディ
スクの性能が基板の直径と厚さによりいかに変化するか
を調べるため、下記の形状のディスクを作製した。基板
成形の際の内径、スタンパ押え、色素の塗布位置などは
基板形状に合わせて適宜調整した。ディスク作製にかか
わるその他に関しては、実施例２と同様な方法にて作製
した。

【００４６】作製したディスクは、直径２５ｍｍ、３０
ｍｍ、４０ｍｍ、５０ｍｍ、６５ｍｍ、９０ｍｍ、１２
０ｍｍ、厚さ０．４ｍｍ、０．６ｍｍ、１．２ｍｍのポ
リカーボネート樹脂の基板を用いた。

【００４７】本実施例で記録層は色素をスピン塗布によ
り形成する。円盤状の基板を回転させるとおのずと外周
部のほうが線速度が大きい。そのため色素に働く振りき
り力も外周側が強く、従ってスピン塗布法により薄膜を
形成すると、一般的に外周部のほうが膜厚が薄くなる。
そしてスピン塗布された薄膜の均一性は直径が大きいほ
ど低下する。以下に直径１２０ｍｍの基板に色素を塗布
したときの、各半径位置における記録層の膜厚を下記表
1及び表２に示す。本実験には中心孔の内径が５ｍｍの
基板を用いて、塗布開始位置は直径１０ｍｍとした。直
径１０ｍｍの位置に０．８ｍｌの色素液を環状に塗布し
た後、４０００ｒｐｍで３．５秒間回転させて色素を塗
布した。

【００４８】

【表１】

【００４９】

【００５０】

【表２】

【００５１】直径が１００ｍｍより大きい媒体、たとえ
ばＣＤサイズ（直径１２０ｍｍ）の媒体においては均一
性を向上させるため、スピン塗布の回転数や、塗布量な
どさまざまな製膜条件を精密に制御して記録層を形成す
る。しかし、このような制御を行なうためには精巧なス
ピン塗布機が必要であり、高額な設備が必要となる。ま
た、塗布条件の困難さから媒体の歩留も低くなり、廉価
な媒体を供給することは到底不可能である。

【００５２】そのためディスクの直径は記録層の均一な
スピン塗布の必要から１００ｍｍ以下が好ましく、５５
ｍｍ以下が最も良い。しかしあまり小さいと今度は、記
録容量が減少してしまうため、その観点から直径１５ｍ
ｍ以上は必要である。よって色素や樹脂などの薄膜を円
盤状の基板にスピン塗布法により形成する記録媒体にお
いては、ディスク直径は１５ｍｍ以上１００ｍｍ以下が
好ましく、１５ｍｍ以上５５ｍｍ以下が最適である.ま
た、本実験の結果より、色素の塗布幅としては、４０ｍ
ｍ以下が均一性の上で好適であり、２１．５ｍｍ以下で
あれば最もよい。

【００５３】本発明の光記録媒体では、記録層の最内周
位置が光記録媒体の情報記録エリアの最内周位置から２
ｍｍ以上内周側に存在するように記録層が形成されてい
る。

【００５４】従来技術の欄に記載したように、従来、記
録層の最内周は情報記録エリアの最内周位置から０．５
ｍｍ〜１．５ｍｍ内周側に位置していた。本発明では、
記録層の最内周位置を情報記録エリアの内周位置よりも
２ｍｍ以上内周側にして、ディスク内周側における記録
層の情報記録エリア以外の領域を従来よりも広くしたた
めに、記録層の塗り始めの際に生じる不均一部分が情報
記録エリアの開始部分に含まれなくなり、情報記録エリ
ア開始部分における記録再生特性を向上させることがで
きる。情報記録層の最内周位置は、更に好ましくは、情
報記録エリアの最内周位置よりも３ｍｍ以上内周側であ
る。

【００５５】また、高密度記録再生を行なうためには一
般に、レーザー光の集光スポット径を微小化する。その
ためには、対物レンズの開口数（ＮＡ）の大きい対物レ
ンズを用いる必要がある。しかしＮＡの大きいレンズを
用いる場合の不都合点として、入射光軸に対する媒体の
傾き（チルト）に対するコマ収差の影響が増大する。こ
れを補うため、薄い基板を用いる必要が生ずる。すると
今度は、媒体の剛性が低下する、いわゆる機械的な強度
の低下の問題が発生する。特にポリカーボネートやポリ
オレフィンなどのプラスチック基板を用いた媒体などで
はこの問題が顕著となる。この剛性低下の問題は媒体の
温度が上昇あるいは低下した際に、媒体のチルトの増大
として現れる。このチルトの増大は記録再生を行なう際
の実効的なレーザーパワーの低下や焦点ずれを引き起こ
し、ひいては記録再生のエラーに結びつく。このチルト
の増大はディスクの直径が大きいほど、また、基板の厚
さが薄いほど顕著である。

【００５６】特に色素などの流動性の材料を円盤状の基
板に滴下してスピン塗布法により薄膜化して、記録層を
形成する記録媒体においては、その流動性材料が硬化す
る際に収縮や膨張しやすいため基板に相当の応力がかか
る。また、スパッタ法により形成された無機誘電体や金
属の薄膜などとことなり薄膜材料自身の剛性も低いた
め、外力による昇温時の変形をも引き起こしやすい。

【００５７】そこでさまざまな直径と厚さのディスクを
作製し、室温から６０℃に媒体温度を上昇させたときの
チルトの変化量を測定した。色素層塗布およびディスク
作製に関するその他の方法については上述の均一性検証
実験にて述べた方法を用いた。

【００５８】その結果の例を以下の表に示す。そして実
用的なチルト変化量を３ｍｒａｄ以下を（優）、使用可
能な変化量５ｍｒａｄ以下を（良）、それ以上を（不
可）として、直径と板厚の相関を調べた結果を表３に示
す。

【００５９】

【表３】

【００６０】これらの結果から、色素を塗布したディス
クにおいて、基板直径と基板の厚さが次の関係を満たす
範囲にあるとき、温度変化に対するチルトの変化量が小
さく、安定に使用できる適正なテ゛ィスクを構成できること
がわかった。ｔ³／Ｄ＞０．００１（直径：Ｄ、板厚：ｔ）板厚は厚いほどよいことになるが、直径６０ｍｍ以下の
媒体においては樹脂を用いた場合でも厚さ２ｍｍ程度で
周囲温度によるチルトはほぼ０となるので、この２ｍｍ
を上限とすれば十分である。

【００６１】この結果と上述の均一塗布性能を合わせる
と、つぎの条件により、作製が容易で機械的な安定性に
優れた媒体を構成することができる。

【００６２】（記録層）記録層の形成方法としては、真
空蒸着法、スパッタリング法、ドクターブレード法、キ
ャスト法、スピンコート法、浸漬法等一般に行われてい
る薄膜形成法で形成することができるが、量産性、コス
ト面からスピンコート法が好ましい。スピンコート法に
よる形成の場合、回転数は５００〜５０００ｒｐｍが好
ましく、スピンコートの後、場合によっては、加熱ある
いは溶媒蒸気にあてる等の処理を行ってもよい。

【００６３】記録層に使用される色素としては、例え
ば、有機色素であるシアニン系色素、ポリメチン系色
素、ナフトキノン系色素、スクアリリウム系色素、クロ
コニウム系色素、アズレ二ウム系色素、トリアリールア
ミン色素、アントラキノン系色素、含金属アゾ系色素、
ジチオール金属錯体系色素、インドアニリン金属錯体色
素または分子間型ＣＴ色素等が好適であり、これらの色
素を単独あるいは、２種類以上を混合して用いることも
可能である。

【００６４】記録層には、色素の光安定性を向上させる
ため、あるいは半導体レーザでの記録時のピット形成を
容易にするために、ジチオール金属錯体やアミニウム化
合物、ジイモニウム化合物、ニトロソ化合物、チオカル
バミン酸金属錯体、フェロセン誘導体、アセチルアセト
ン金属錯体などの添加剤を加えてもよい。これらの添加
剤は一種類もしくは二種類以上の組み合わせによって使
用してもよい。

【００６５】更に記録層には必要に応じてアクリル樹脂
やポリカーボネート樹脂、ポリエステル樹脂、ポリビニ
ルアルコールなどを加えてもよい。記録層の形成する場
合の塗布溶媒としては、基板を侵さない溶媒なら特に限
定されない。例えば、ジアセトンアルコール、３−ヒド
ロキシ−３−メチル−２−ブタノン等のケトンアルコー
ル系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等のセ
ロソルブ系溶媒、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン等の炭化
水素系溶媒、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、
エチルシクロヘキサン、ジメチルシクロヘキサン、ｎ−
ブチルシクロヘキサン、ｔ−ブチルシクロヘキサン、シ
クロオクタン等の炭化水素系溶媒、ジイソプロピルエー
テル、ジブチルエーテル等のエーテル系溶媒、テトラフ
ルオロプロパノール、オクタフルオロペンタノール、ヘ
キサフルオロブタノール等のパーフルオロアルキルアル
コール系溶媒、乳酸メチル、乳酸エチル、イソ酪酸メチ
ル等のヒドロキシエステル系溶媒等が挙げられる。

【００６６】これらの色素を上記溶剤に０．２〜３ｗｔ
％溶解させて、スピンコート法により成膜するウェット
プロセスを用いることができる。記録層の膜厚は５０〜
３００ｎｍが好ましく、更には１００〜２００ｎｍがよ
り好ましい。

【００６７】（反射膜）本発明においては記録層記録層
上に直接に、あるいは他の層を介して反射層を設ける。
反射層としては金、銀、アルミニウム、銅、白金等の金
属やこれらの金属を含む合金がが用いられるが、反射率
や耐久性の点から金、銀、アルミニウム、またはこれら
の金属を主成分とする合金が好ましい。反射層の膜厚し
ては40〜200nm、好ましくは60〜150nmである。成膜方法
としては、例えば、スパッタ法、真空蒸着法、イオンプ
レーティング法等が挙げられる。反射率、変調度等の特
性を改善するために、記録層と反射層の間に光り干渉層
を設けても良い。光干渉層を形成する材料としては、無
機誘電体、ポリマー等が挙げられる。

【００６８】（保護層）保護層は、反射層３３上には、
記録層３２と反射層３３を保護するために、または記録
特性を向上させるという目的から保護層３４が積層され
る。保護層４４は、通常、紫外線硬化性樹脂をスピンコ
ートして成膜した後、紫外線照射機を用いて紫外線を照
射し、塗膜を硬化させることによって形成される。この
ような保護層４４の厚さは、通常、０．ｌ〜１００μｍ
程度であるが、好ましくは、４〜１０μｍである。

【００６９】（反り矯正層）反り矯正層は記録層と基板
の反対側に設けるディスクの反りを矯正する層である。
矯正層は記録再生レーザの波長に対して光学的に透明な
層で，透過率が８０％以上であれば良い。例えば，紫外
線硬化樹脂などの有機材料，ＳｉＯ₂、ＳｉＮなどの無
機材料等が挙げられる。

【００７０】（センター構造・ハブ）本発明の光ディス
クは、中心孔部にハブを設けることができる。このハブ
４３は、磁石により吸引可能な材質からなるマグネチッ
ククランプ用ハブであり、図１２（ａ）及び１２（ｂ）
に示すように中央部分が凸状に突出して、外周側から縁
部４３ｃ、傾斜部４３ｂ及び中央平坦部４３ａを画成し
ている。図１２（ｂ）において、傾斜部４３ｂが平坦部
４３ａとなす傾斜角度φは約１４５度である。ハブ４３
の外径(直径)は３１．７２ｍｍ(ディスク径の２６％)で
あった。また、図１２(ａ)に示すように、ハブ４３は、
基板３１とは遊離した状態(移動可能な状態)で基板３１
に取り付けることができる。ハブ４３の材料としては、
ＳＵＳ４３０を用いることができる。

【００７１】基板とハブとの摩擦力を確保し、回転によ
り基板とハブの間で発生するすべりを防止し、回転ムラ
を抑制することができた。さらには、回転ムラにより生
じる面振れや、回転によりカートリッジ内で発生する乱
流に対しても、基板の保持カが大きくなるので、影響を
少なくする効果が得られた。

【００７２】光記録ディスク１９０が、かかる構造を有
する駆動装置に装填されると、図１３に示すように、光
記録ディスク１９０の中央に配されたマグネチックハブ
が、永久磁石２２６に磁気吸引されてチャックされる。
このとき、図１４に示すように、マグネチックハブ１９
２の抑圧力、例えば２００ｇ重〜３００ｇ重の抑圧力に
より光記録ディスク１９０のハブ収容部１９３の底部
が、第1突出部２２４の外周部分を支点として図中下方
に押し曲げられる。そして、光記録ディスクの裏面(先
入射側の面)２２１が支持部２２３の水平面と接触し、
支持部水平面に従って基体１９４が水平に支持される。
これにより、光記録ディスクごとにチルト量にばらつき
が生じていても、光記録ディスクを装着したときには、
先入射面は安定して水平面に位置付けられる。すなわ
ち、駆動装置に装着される前に光記録ディスクが、例え
ば、基体部が２０ｍｒａｄのチルト有していたとして
も、駆動装置に装着されて回転されると基体部のチルト
は１０ｍｒａｄ以下に低減する。

【００７３】それゆえ、かかる駆動装置は、光記録ディ
スクを水平に維持させつつ回転させて、光記録ディスク
の記録面に常に垂直に記録または再生光を照射すること
ができる。したがって、ディスクの傾きに起因するコマ
収差の発生が防止され、所望の寸法の記録マークを形成
することができるとともに、記録された記録マークを充
分な再生分解能で再生することができる。

【００７４】（実施例３）基板３１の上に色素を塗布す
る前に下地層としてＳｉＮをスパッタ法により製膜し
た。この下地層により基板を浸透して進入する水分を遮
断し、色素層が水分により劣化することを防止する作用
がある。ターゲットとしてＳｉを用い、窒素ガスを３０
％混入したアルゴンガスを導入してＳｉＮの誘電体層を
積層した。その屈折率と膜厚を制御して媒体の反射率を
調整できる。たとえば下地層の誘電体の屈折率は１．９
乃至２．３が適当であり、そのときの膜厚Ａは記録再生
レーザー波長をλとした場合 λ／１５≦Ａ≦λ／５が好適でありさらには λ／１２≦Ａ≦λ／９であることにより、特に良く反射率を制御できる。本実
施例においてはＳｉＮ誘電体層は屈折率を２．１とし膜
厚を６０ｎｍとした。そのほかの構成は実施例２と同様
である。

【００７５】

【発明の効果】本発明に係る光ディスクは、記録グルー
ブを記録再生単位で分割しさらに記録単位を周方向で整
数単位で分割したセグメントが光ディスク内で略一様の
長さになるよう径方向に分割したバンド構造に有し、記
録再生単位の先頭に配置したアドレス情報を幅一定のま
まの偏向手段により記録した１以上のアドレスセグメン
トを配して、さらにはセグメント間に配置したクロック
情報を用いて記録再生を行う。

【００７６】光デイスクの記録としてグルーブ記録また
はランド記録いずれかに特定し、そのためのアドレス情
報の記録は光ビーム１光束で可能である。また記録デー
タのクロック情報はグルーブを分割して得られるセグメ
ントの境部にランド部等の形状を設けることで簡単に配
置できる。このクロツク情報検出を容易にするため部分
的なグルーブ幅の制御を行うことにより機能的に特性を
改善できる。

【００７７】また本発明にかかる光記録媒体は色素を用
いた追記型型光デイスクへの適用が容易であり、色素
膜のスピンコート製膜に適応した光ディスクフォーマッ
トを有している。安価な光ディスクの供給を可能にす
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ディスクのバンド分割とセグメン
トの関係を説明するための構成図である。

【図２】データクロックを記録するセグメント境界部
の形状を示す図である。

【図３】アドレスセグメントとデータセグメントとの
配置関係を示す図である。

【図４】アドレスセグメントとデータセグメントとの
配置関係を示す図である。

【図５】データ記録再生クロックとアドレス情報記録
クロックとの関係を示す図である。

【図６】本発明の一実施例を示す図である。

【図７】本発明の一実施例の原盤をカッティングする
装置を示す図である。

【図８】本発明の一実施例の原盤をカッティングする
方法を示す図である。

【図９】本発明の一実施例の光ディスクを示す図であ
る。

【図１０】本発明の一実施例の光ディスクを示す図で
ある。

【図１１】本発明の一実施例の光ディスクの断面を示
す図である。

【図１２】本発明の一実施例の光ディスクに用いるハ
ブを示す図である。

【図１３】本発明の一実施例の光ディスクに用いるハ
ブを示す図である。

【図１４】本発明の一実施例の光ディスクに用いるハ
ブを示す図である。

【符号の説明】

１フォーマッタ２レーザ光源３光変調器４、９偏光ビームスプリッター５ａ、５ｂ光変調器６、８ミラー７光偏光器１０、１３ａ、１３ｂレンズ１１原盤ディスク１４スリット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ１１Ｂ 7/24 ５６５Ｇ１１Ｂ 7/24 ５６５Ｌ 20/12 20/12 (72)発明者島崎勝輔大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号日立マクセル株式会社内 (72)発明者長瀧義幸大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号日立マクセル株式会社内 (72)発明者渡辺均大阪府茨木市丑寅一丁目１番88号日立マクセル株式会社内Ｆターム(参考） 5D029 KC20 LC08 LC12 LC30 WA20 WA30 WB17 WC01 WC05 WD01 5D044 BC04 CC05 DE38 EF02 5D090 AA01 BB13 CC14 DD03 DD05 EE15 FF13 FF15 GG02 GG10 GG17 GG23 GG29 HH01 KK03 LL08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】同心円又はスパイラル状に形成したグル
ーブを有しそのグルーブにデータを記録する光デイスク
において、グルーブをデータ記録再生単位に分割し、さ
らにデータ記録再生単位は複数のセグメントに一周当た
りで整数分割され、さらに各セグメントが光ディスク内
で略同一長さになるよう光デイスクの径方向に記録領域
を複数のバンドに分割し、そのバンド内においては一周
当たりの分割セグメント数が固定されており、かつ各バ
ンド毎に周方向のセグメント分割数を異ならせて構成
し、該セグメントのうち少なくとも１のセグメントにア
ドレス情報をグルーブ幅を維持しつつ偏向動作による記
録を行い、該アドレス情報を記録したセグメントを記録
再生単位であるデータ領域の先頭に設け、該アドレス情
報を記録したセグメントによって挟まれた偏向を伴わな
いデータ記録領域は１以上の複数のセグメントから構成
され、総てのセグメントとセグメントの間にはグルーブ
が途切れたランド部またはグルーブの形状を部分的に変
形させた領域またはそれらの組合せからなる領域を有
し、該領域からデータ記録再生のためのクロック再生信
号を得ることを特徴とする光ディスク。
【請求項２】上記請求項1記載の光ディスクにおい
て、上記アドレス情報の記録クロックは、データ記録再
生単位で記録するデータ記録クロックの整数倍に設定さ
れ、ディスクの径方向に分割したバンドアドレスとデー
タ記録再生単位であるフレームアドレスとフレームを束
ねるトラックアドレス情報を含むことを特徴とする光デ
ィスク。
【請求項３】上記請求項1記載の光ディスクにおい
て、再生ビームの波長をλ、レンズの開口をNAとしたと
き、再生ビーム径はλ／NAで表されたとき、上記各セグ
メントに挟まれたランド部長さが０．５λ／NAから１．
５λ／NAであることを特徴とする光ディスク。
【請求項４】上記請求項1記載の光ディスクにおい
て、再生ビームの波長をλとするとき、上記グルーブの
深さは０．２λから０．５λであり、かつ、上記グルー
ブの幅は０．４λから０．８λであることを特徴とする
光ディスク。
【請求項５】上記請求項1記載の光ディスクにおい
て、上記アドレスセグメントの偏向量は、３０ｎｍから
１００ｎｍであることを特徴とする光ディスク。
【請求項６】上記請求項１記載の光ディスクにおい
て、上記グルーブのピッチは０．５μｍから１．２μｍ
であることを特徴とする光ディスク。
【請求項７】上記請求項1乃至6記載の光ディスクにお
いて、基板の直径が１００ｍｍ以下であることを特徴と
する光ディスク。
【請求項８】基板の直径が１００ｍｍ以下で，少なく
とも基板の一方に色素を含む記録層を設けた光ディスク
において，該基板の厚さｔ（ｍｍ）と直径Ｄ（ｍｍ）と
するとき、ｔ³／Ｄ≧０．００１を満たすことを特徴と
する光ディスク。
【請求項９】上記請求項８記載の光ディスクにおい
て、記録層とは反対側の基板上にディスクの反りを矯正
する透明な層を設けたことを特徴とする光ディスク。
【請求項１０】上記請求項１記載の光ディスクにおい
て、記録パワーを決めるための試し書きのゾーンが２箇
所以上あることを特長とする光ディスク。
【請求項１１】上記請求項１０記載の光ディスクの少
なくとも２箇所以上のゾーンに試し書きを行い，記録パ
ワーを決めることを特長とする光ディスクの記録方法。